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Im Register Parameter wird zur Eingabe von Parametern aufgefordert, deren Vorgaben aus Funktionen in Abhängigkeit von der spezifischen Drehzahl nq bzw. vom Förderstrom Q stammen.
Siehe Approximationsfunktionen.

Details über die Handhabung der speziellen Eingabefelder für Parameter finden Sie im Kapitel Eingabefelder mit empirischen Funktionen.

 

Wenn der Automatik-Modus nicht selektiert wurde, können die derzeitigen Standardwerte durch eine der folgenden Möglichkeiten festgelegt werden:

Parameters

Details über die Handhabung der speziellen Eingabefelder für Parameter finden Sie im Kapitel Eingabefelder mit empirischen Funktionen.

Dem Entwurfsschritt liegt eine Mittelschnittauslegung zugrunde, weswegen auch der Schaufeleintrittswinkel βB1 sowie der Einfallwinkel i im Mittelschnitt vorgegeben werden muss. Zur Erzielung bester Wirkungsgrade sollte der Einfallwinkel im Bereich von 20..30° liegen. Der relative Strömungswinkel β1 ist basierend auf diesen zwei Parametern definiert mit:

.

Zur Berechnung des Rotordurchmessers d1 muss einer der folgenden Parameter vorgegeben werden.

Zwischen der Energiedifferenzzahl ψ, dem relativen Strömungswinkel β1 und dem Tangentialkraftbeiwert ct = ψ/φm besteht folgender Zusammenhang:

Zur Berechnung der Eintrittsbreite b1 muss einer der folgenden Parameter vorgegeben werden.

Für alle weiteren geometrischen Größen sind noch einige Schätzwerte anzugeben:

 

Es gibt drei Modi zur Vorgabe des Nabendurchmessers dH:

•Direkte Eingabe von dH im Register Dimensions (Checkbox "Calculate hub diameter" deaktiviert)

•Combobox-Option "Diameter ratio dH/dS" gewählt: automatische Berechnung mit dH = dH/dS * dS.

•Combobox-Option "Diameter ratio d2/d1" gewählt: automatische Berechnung mit dH = dH/dS * dS. Hierbei wird das Durchmesserverhältnis dH/dS so eingestellt, dass die Richtwerte der geometrischen Verhältnisse eingehalten werden.

Bei Wahl der Option "Diameter ratio dS/d1" für die dS-Bestimmung ist die Option "Diameter ratio d2/d1" nicht verfügbar.

Efficiency

Im Bereich Efficiency werden folgende Wirkungsgrade vorgegeben:

Design relevant

•Laufradwirkungsgrad ηtt (total-to-total pressure ratio πtt im Global setup) oder

•Laufradwirkungsgrad ηts (total-to-static pressure ratio πts im Global setup)

Nur zur Information

•mechanischer Wirkungsgrad ηm

Der Laufrad- und der mechanische Wirkungsgrad bilden den Gesamtwirkungsgrad (Kupplungswirkungsgrad):

Der Laufradwirkungsgrad ηtt beinhaltet die innerhalb der Turbine durch Reibung und Verwirbelung entstehenden Strömungsverluste. Reibungsverluste entstehen durch Schubspannungen vor allem in den Grenzschichten an allen durchströmten Bauteilen. Verwirbelungsverluste treten auf durch Querschnitts- und Richtungsänderungen, Sekundärströmung, Ablösung, Fehlanströmung, Nachlaufströmung hinter den Schaufeln und durch die Turbulenz der Strömung selbst. Der Laufradwirkungsgrad ist das Verhältnis der tatsächlichen Laufradarbeit zur Laufradarbeit bei verlustloser Energieumsetzung:

Der mechanische Wirkungsgrad umfasst im wesentlichen die Reibleis­tungen in den Lagern und Dichtungen:

(mit der Baugröße ansteigend)

 

Wenn die Option "Use η for main dimensions" gesetzt ist, wird die Berechnung der Hauptabmessungen auf Basis der effektiven spezifischen Enthalpie Δh=Δhis·η durchgeführt. Anderenfalls wird die isentrope spezifische Enthalpie Δhis benutzt.

Information

Im rechten Bereich des Registers Parameter sind einige Berechnungsgrößen zur Information dargestellt:

In der Regel werden einstufige, einflutige Maschinen angestrebt – also ein nq-Bereich zwischen 10 und 400. Nur in Ausnahmefällen ist es erforder­lich, Laufräder für extrem kleine spezifische Drehzahlen (nq < 10) zu entwerfen. Hier entstehen sehr große und schmale Laufräder, bei denen ein ungünstiges Verhältnis von Strömungsquerschnitt zu benetzter Ober­fläche und damit sehr große Reibungsverluste auftreten. In diesem Fall sollte man entweder die Drehzahl n oder den Massenstrom ṁ erhöhen bzw. das Druckgefälle durch Reihenschaltung mehrerer Turbinen erhöhen. Treten im anderen Fall zu große spezifische Drehzahlen (nq > 400) auf, so kann man die Drehzahl n oder den Massenstrom ṁ durch Parallel­schaltung mehrerer Turbinen verringern.

Hinweis: die Anwendung von CFturbo ist derzeit für einen Bereich von etwa 10 < nq < 150 vorgesehen – radiale und halbaxiale Laufräder.